Wallbox mit PV-Anlage koppeln: clever und nachhaltig

Eine Wallbox im eigenen Zuhause macht E-Auto-Fahrer*innen das Leben leichter – allerdings steigt mit der Ladestation auch der Strombedarf im Haushalt. Wer eine Photovoltaikanlage auf dem Dach hat oder dies für die Zukunft plant, sollte über eine intelligente Wallbox nachdenken, um den selbst erzeugten Strom aus der PV-Anlage auch zum Laden zu nutzen. Das ist nicht nur finanziell, sondern auch ökologisch interessant: Wir geben in diesem Beitrag einen Überblick über die Vorteile und die Voraussetzungen für die Verbindung von Wallbox und Solaranlage. 

Welche Vorteile bietet eine Verbindung von Wallbox und  Solaranlage?

Reduzierte Betriebskosten fürs E-Auto 

Die Gestehungskosten für Solarstrom liegen weit unter den Kosten für Netzstrom. Wenn Sie Ihr Auto teilweise oder vollständig mit selbst erzeugtem Strom beladen, sparen Sie daher bei jedem Ladevorgang bares Geld.

Steigerung des PV-Eigenverbrauchsanteils 

Durch die Kopplung der Wallbox an die PV-Anlage können Sie mehr Solarstrom im eigenen Haushalt nutzen. Das gilt vor allem dann, wenn Ihre Wallbox das sogenannte solaroptimierte Laden unterstützt. Je höher Ihr Eigenverbrauchsanteil, desto wirtschaftlicher ist in der Regel Ihre private PV-Anlage.

Senkung der persönlichen CO2-Emission 

Solarstrom ist emissionsfrei, während der Strommix aus dem Netz noch etwa zur Hälfte aus fossilen Quellen stammt. Das Laden mit Solarstrom hat daher unter dem Strich eine bessere CO2-Bilanz als das Laden mit Netzstrom – und macht Ihr E-Auto noch nachhaltiger.

Mehr Unabhängigkeit 

Mit einer Solaranlage auf dem Dach wird Ihr Haushalt unabhängiger von der Netzstromversorgung. Durch die Verbindung von Wallbox und Solaranlage steigt diese Unabhängigkeit weiter: Sie müssen keine freie Ladesäule suchen und versorgen sich netzunabhängig mit umweltfreundlichem Ladestrom. indem Sie Ihr E-Auto zuhause laden. 

Zukunftsfähige Energielösung 

Photovoltaik ist die Energiequelle der Zukunft, denn Solarenergie ist unendlich und nahezu überall verfügbar. Die intelligente Kopplung von Photovoltaik und E-Mobilität ist ein wichtiger Baustein einer ganzheitlichen Energielösung, die künftig auch weitere Elemente wie die Wärmeversorgung einbeziehen könnte.
 

Voraussetzungen für die Kopplung von Wallbox und PV

Idealerweise planen Sie die Installation von PV-Anlage und Wallbox von Anfang an zusammen. So kann der beauftragte Fachbetrieb die einzelnen Komponenten aufeinander abstimmen, ihre Kompatibilität sicherstellen und Sie hinsichtlich der technischen und baurechtlichen Auflagen beraten. 

Bei einer nachträglichen Ergänzung von Wallbox oder Photovoltaikanlage muss unbedingt darauf geachtet werden, dass die Komponenten zueinander passen. In der Regel wird hierfür ein zentrales Heim-Energiemanagementsystem (HEMS) benötigt, das die Wallbox intelligent auf den PV-Überschuss ausregelt.

Bestehende Wallbox mit PV-Anlage ergänzen

Natürlich sollte nicht nur Ihr E-Auto vom selbst erzeugten Solarstrom profitieren, sondern der gesamte Haushalt. Daher werden nachträglich installierte PV-Anlagen in der Regel auf den Gesamt-Strombedarf eines Hauses ausgelegt. 

Ein 4-Personen-Haushalt mit einem E-Auto benötigt durchschnittlich 4.000 kWh plus ca. 1.000 kWh Ladestrom im Jahr, je nach Art und Nutzung des Fahrzeugs. Es muss also ausreichend nutzbare Dachfläche für eine PV-Leistung von ca. 5.000 kWp zur Verfügung stehen. 

Zudem muss die bestehende Wallbox mit der PV-Anlage kommunizieren können. In der Regel geschieht dies über ein zentrales HEMS. Da die Hersteller unterschiedliche Kommunikationsprotokolle verwenden, ist zwingend auf die Kompatibilität der Komponenten zu achten. Nicht zuletzt sollten Sie die Solaranlage mit einem Stromspeicher kombinieren, um den selbst erzeugten Strom flexibler nutzen zu können. 
 

Bestehende PV-Anlage mit Wallbox ergänzen

Eine private Wallbox benötigt zwischen 800 und 1.200 kWh Strom im Jahr, je nach Art des Fahrzeugs und nach Häufigkeit der Nutzung. Wenn Sie Ihre bestehende PV-Anlage mit einer Wallbox koppeln möchten, sollten die Anlagenleistung und die Leistung des PV-Wechselrichters also für diesen zusätzlichen Strombedarf ausgelegt sein – eventuell kann es nötig sein, die PV-Anlage zu erweitern.

Idealweise ist die Wallbox mit dem HEMS kompatibel, damit die Kommunikation mit der PV-Anlage und anderen Komponenten möglich ist. Nicht zuletzt müssen die baulichen Voraussetzungen erfüllt sein: So sollten ein geschützter Aufstellort für die Wallbox und ein Starkstromanschluss vorhanden sein. Wallboxen mit 22 kW Ladeleistung müssen zudem durch die Bundesnetzagentur genehmigt werden. 
 

Wie plane ich PV-Anlage und Wallbox in der richtigen Größe?

Grundsätzlich sollte die Photovoltaikanlage groß genug sein, um Ihren Haushalt und das E-Auto gleichzeitig mit Strom versorgen zu können. Dabei ist der normative Mindestladestrom von 6 A pro Phase zu berücksichtigen. Bei einer einphasig angeschlossenen Wallbox muss also mindestens 1,4 kW Überschussleistung erzeugt werden, bei einem dreiphasigen Anschluss mindestens 4,2 kW, damit der Ladevorgang überhaupt startet. 

Bei bestehenden Anlagen kann das bedeuten, dass diese erweitert werden müssen, wenn die PV-Anlage mit einer Wallbox gekoppelt werden soll. Die tatsächlich benötigte Anlagenleistung ist allerdings individuell unterschiedlich. Unter anderem hängt sie davon ab, ob Sie ein oder zwei E-Autos über die Wallbox laden, ob Sie eine Wallbox mit 11 kW oder 22 kW Ladeleistung installieren möchten und ob die Wallbox 1- oder 3-phasig angeschlossen wird oder vielleicht sogar bereits eine intelligente Phasenumschaltung besitzt.

Eine grobe Beispielrechnung für eine Solaranlage mit Wallbox könnte so aussehen: 
 

• 4-Personen-Haushalt 
  jährlicher Haushaltsstrombedarf 4.000 kWh
  benötigte PV-Leistung für 4.000 kWh = 4 kWp
  Faustformel: 1 m² PV-Fläche = 0,2 kWp
  mindestens benötigte PV-Fläche = 20 m²
   
• 2 E-Autos 
  jährlicher Strombedarf pro E-Auto auf 100 km: 11 kWh
  jährlicher Strombedarf auf 10.000 km = 1.100 kWh
  jährlicher Strombedarf für 2 E-Autos: 2.200 kWh
  benötigte PV-Leistung für 2.200 kWh = 2,2 kWp
  mindestens benötigte PV-Fläche = 11 m²

In unserem Rechenbeispiel werden also gut 30 m² Photovoltaik-Module für die Kombination aus Solaranlage und Wallbox empfohlen. Allgemein ist es ratsam, die PV-Anlage eher zu groß als zu klein zu planen. Zum einen liefern die Anlagen aufgrund der Witterungsverhältnisse nicht jeden Tag die optimalen Erträge. Zum anderen ist es sinnvoll, eventuelle zukünftige Verbraucher wie eine Klimaanlage oder eine Wärmepumpe bei der Planung der PV-Anlage direkt mit zu berücksichtigen. Auch aus diesem Grund ist es wichtig, sich für die Berechnung und Installation einer PV-Anlage mit Wallbox professionelle Unterstützung zu holen.
 

Wie hoch ist das Einsparpotenzial mit Wallbox und eigenem PV-Strom?

Wer sein E-Auto zuhause lädt, zahlt dafür in der Regel weniger als beim Laden an den öffentlichen Ladestationen für Elektroautos. Noch günstiger wird es, wenn das Fahrzeug zuhause mit selbst erzeugtem Solarstrom geladen wird. Denn die sogenannten Stromgestehungskosten – also die Kosten, die für die Umwandlung der Sonnenenergie in elektrischen Strom entstehen – liegen mit 11–13 ct/kWh für private PV-Anlagen deutlich unter dem durchschnittlichen Preis von 30 ct/kWh für Netzstrom.

Wallbox mit Netzstrom vs. Wallbox mit Solarstrom

• durchschnittlicher Strombedarf pro 100 km: 11 kWh
• Strombedarf bei 10.000 km Fahrleistung jährlich: 1.100kWh
• Eigene Wallbox mit Netzstromanschluss: 0,30 € x 1.100 = 330 €
• Eigene Wallbox mit PV-Anlage und solaroptimiertem Laden: 0,13 € x 1.100 = 143 €

Ergo: Theoretisch können Sie bei 10.000 km Fahrleistung im Jahr also mehr als die Hälfte der Betriebskosten für Ihr E-Auto einsparen, wenn Sie es zuhause ausschließlich im solaroptimierten Lademodus laden. Natürlich wird fast jedes E-Auto hin und wieder auch unterwegs geladen, etwa auf längeren Fahrten. Für diese Situationen gibt es bei SENEC zum Beispiel die SENEC.Cloud: Dabei legen Sie Ihren Solarüberschuss als virtuelles Guthaben an, für das Sie jederzeit flexibel Grünstrom aus dem Netz beziehen können. Mit dem Zusatzpaket SENEC.Cloud to go nutzen Sie Ihr virtuelles Stromguthaben auch unterwegs zum Laden an allen Ladesäulen der EnBW mobility+.
 

Gibt es Förderungen für die Kombination von PV-Anlage und Wallbox?

Kauf und Installation von Solaranlagen werden seit einiger Zeit nicht mehr staatlich gefördert – nur vereinzelte Kommunen bieten noch Zuschüsse auf die Kombination von Photovoltaik und Stromspeicher oder für die Installation spezieller Anlagen wie Gründach-Photovoltaik oder Fassaden-Photovoltaik. Eine aktuelle Übersicht über die Förderprogramme für Solaranlagen und Stromspeicher finden Sie auf unserer Seite Photovoltaik Förderung.

Mit dem KfW-Programm „Solarstrom für Elektroautos“ hat die Regierung 2023 ein umfangreiches Förderpaket speziell für die Kombination aus Photovoltaik, Stromspeicher und Wallbox auf den Weg gebracht. Allerdings war das Förderpaket KfW 442 innerhalb eines Tages bereits vollständig ausgeschöpft und viele Antragsteller*innen gingen leer aus. Für 2024 ist eine zweite Förderrunde geplant, ob und wann diese umgesetzt wird, steht allerdings noch nicht fest.  Weitere Infos zu den Förderprogrammen für Elektromobilität finden Sie in unserem Beitrag Förderung für Elektroautos. 
 

Häufige Fragen zur Verbindung von Wallbox und PV-Anlage

Welchen Vorteil bietet die Kombination einer Wallbox mit einer Photovoltaikanlage

Wird die Wallbox mit der Solaranlage auf dem Dach gekoppelt, ist es möglich, den günstigen selbsterzeugten Strom für die Beladung des E-Autos zu verwenden. In Kombination mit einem intelligenten Heimenergiemanagementsystem (HEMS) kann man seinen überschüssigen Solarstrom auch direkt ins E-Auto laden anstatt ihn ins Netz einzuspeisen. Das E-Auto wird also immer dann geladen, wenn die Anlage mehr Strom erzeugt, als im Haushalt benötigt wird. Voraussetzung für dieses sogenannte solaroptimierte Laden ist eine smarte Wallbox, die mit dem HEMS kommunizieren kann.

Wie groß muss eine Photovoltaikanlage für eine Wallbox sein?

Die PV-Anlage sollte groß genug sein, um sowohl den Haushalt als auch das E-Auto mit Solarstrom versorgen zu können. Zusätzlich zum Haushaltsstrombedarf sollte man mit schätzungsweise 1.100 kWh Ladestrom pro Elektroauto und Jahr rechnen (siehe Beispielrechnung oben). Das heißt, dass für jedes Elektroauto im Haushalt ca. 2 kWp Anlagenleistung zusätzlich erforderlich sind.

Kann jede Wallbox PV-Überschussladen?

Nein, nicht jede Wallbox auf dem Markt ist mit einer Solaranlage kombinierbar. Damit das solaroptimierte Laden funktioniert, müssen Wallbox, PV-Wechselrichter und das HEMS miteinander kommunizieren können – nur so weiß die Wallbox, wann welche Mengen Solarstrom zum Laden zur Verfügung stehen. Wenn Sie Ihre PV-Anlage mit einer Wallbox ergänzen oder PV und Wallbox direkt zusammen installieren möchten, sollten Sie sich in jedem Fall von einem Fachbetrieb professionell beraten lassen, um sicherzustellen, dass solaroptimiertes Laden möglich ist. Mehr Informationen dazu finden Sie in unserem Beitrag E-Auto zuhause laden.

Wer meldet Wallbox beim Netzbetreiber an?

Jede Wallbox muss beim Netzbetreiber angemeldet werden, allerdings sind nur Wallboxen mit 22 kW Ladeleistung genehmigungspflichtig. Die Anmeldung können Sie selbst übernehmen, Sie können aber auch den Fachbetrieb, der die Wallbox installiert, damit beauftragen. Unser Beitrag Wallbox anmelden gibt Ihnen einen Überblick über den Prozess.